エイズウイルス適応進化過程の実証とその原理の解明

• 研究課題/領域番号: 15K07166
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 佐藤 佳 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 講師 (10593684)
• 連携研究者: 小柳 義夫 京都大学・ウイルス, 再生医科学研究所, 教授 (80215417) ; 巌佐 庸 九州大学, 理学研究院, 教授 (70176535) ; 岩見 真吾 九州大学, 理学研究院, 准教授 (90518119) ; 任 鳳蓉 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 特任准教授 (60280989) ; 中川 草 東海大学, 医学部, 講師 (70510014)
• 研究協力者: Dong Sung An カリフォルニア大学ロサンゼルス校, 教授
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: システムウイルス学 / HIV-1 / チンパンジー / ヒト化マウス / 適応進化 / HIV / SIV / 進化ウイルス学 / エイズ

研究成果の概要

これまでの分子系統学的解析から、エイズの原因ウイルスHIV-1は、約100年前に、チンパンジーでは弱毒性を示すSIVcpzがヒトに侵入・適応進化することにより誕生したと示唆されている。しかし、SIVcpzがHIV-1としてヒトへの適応進化を遂げた分子メカニズムは不明である。そこで本研究では、SIVcpzのヒトへの適応進化過程を再現し、その進化過程を解明することを目的とした。本研究の結果から、元来ヒトへの適応性のきわめて高いSIVcpzがヒトに伝播し、パンデミックHIV-1へと変貌したことが示唆された(Sato et al, J. Virol. 92, 2018)。

研究成果

• [雑誌論文] Type I interferon responses by HIV-1 infection: association with disease progression and control (2018)
  • 著者名/発表者名: Andrew Soper, Izumi Kimura, Shumpei Nagaoka, Yoriyuki Konno, Keisuke Yamamoto, Yoshio Koyanagi & Kei Sato*. (*Correspondence)
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 8 ページ: 1823-1823
  • DOI: 10.3389/fimmu.2017.01823
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Experimental adaptive evolution of simian immunodeficiency virus SIVcpz to pandemic human immunodeficiency virus type 1 using a humanized mouse model (2018)
  • 著者名/発表者名: Kei Sato*, Naoko Misawa, Junko S Takeuchi, Tomoko Kobayashi, Taisuke Izumi, Hirofumi Aso, Shumpei Nagaoka, Keisuke Yamamoto, Izumi Kimura, Yoriyuki Konno, Yusuke Nakano & Yoshio Koyanagi. (*Correspondence)
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 92 号: 4
  • DOI: 10.1128/jvi.01905-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different effects of two mutations on the infectivity of Ebola virus glycoprotein in nine mammalian species (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurosaki, Y., Ueda, M.T., Nakano, Y., Yasuda, J., Koyanagi, Y., Sato, K. and Nakagawa, S.
  • 雑誌名: Journal of General Virology 巻: 99(2) 号: 2 ページ: 181-186
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000999
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HIV-1 competition experiments in humanized mice show that APOBEC3H imposes selective pressure and promotes virus adaptation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Nakano, Naoko Misawa, Guillermo Juarez-Fernandez, Miyu Moriwaki, Shinji Nakaoka, Takaaki Funo, Eri Yamada, Andrew Soper, Rokusuke Yoshikawa, Diako Ebrahimi, Yuuya Tachiki, Shingo Iwami, Reuben S. Harris, Yoshio Koyanagi & Kei Sato
  • 雑誌名: PLOS Pathogens 巻: 13 号: 5 ページ: 31-31
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006348
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Human-specific adaptations in Vpu conferring anti-tetherin activity are critical for efficient early HIV-1 replication in vivo. (2017)
  • 著者名/発表者名: Eri Yamada, Shinji Nakaoka, Lukas Klein, Elisabeth Reith, Simon Langer, Kristina Hopfensperger, Shingo Iwami, Gideon Schreiber, Frank Kirchhoff, Yoshio Koyanagi, Daniel Sauter & Kei Sato
  • 雑誌名: Cell Host & Microbe 巻: 23 号: 1 ページ: 110-120
  • DOI: 10.1016/j.chom.2017.12.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Quantifying the effect of Vpu on the promotion of HIV-1 replication in the humanized mouse model (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikeda H, Nakaoka S, de Boer RJ, Morita S, Misawa N, Koyanagi Y, Aihara K, Sato K, Iwami S
  • 雑誌名: Retrovirology 巻: 13 号: 1 ページ: 23-23
  • DOI: 10.1186/s12977-016-0252-2
  • NAID: 120006353849
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Modelling Ebola virus dynamics: Implications for therapy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Martyushev A, Nakaoka S, Sato K, Noda T, Iwami S.
  • 雑誌名: Antiviral Res 巻: 135 ページ: 62-73
  • DOI: 10.1016/j.antiviral.2016.10.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A naturally occurring bovine APOBEC3 confers resistance to bovine lentiviruses: implication for the co-evolution of bovids and their lentiviruses. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada E, Yoshikawa R, Nakano Y, Misawa N, Kobayashi T, Ren F, Izumi T, Miyazawa T, Koyanagi Y, Sato K.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6:33988 号: 1 ページ: 33988-33988
  • DOI: 10.1038/srep33988
  • NAID: 120005997850
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Small ruminant lentiviral Vif proteins commonly utilize cyclophilin A, an evolutionary and structurally conserved protein, to degrade ovine and caprine APOBEC3 proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa R, Izumi T, Nakano Y, Yamada E, Moriwaki M, Misawa N, Ren F, Kobayashi T, Koyanagi Y, Sato K.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 60 号: 6 ページ: 427-436
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12387
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A naturally occurring domestic cat APOBEC3 variant confers resistance to FIV infection (2016)
  • 著者名/発表者名: Rokusuke Yoshikawa, Taisuke Izumi, Eri Yamada, Yusuke Nakano, Naoko Misawa, Fengrong Ren, Michael A. Carpenter, Terumasa Ikeda, Carsten Münk, Reuben S. Harris, Takayuki Miyazawa, Yoshio Koyanagi & Kei Sato
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 90 号: 1 ページ: 474-485
  • DOI: 10.1128/jvi.02612-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Species-specific differences in the ability of feline lentiviral Vif to degrade feline APOBEC3 proteins. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa R, Nakano Y, Yamada E, Izumi T, Misawa N, Koyanagi Y, Sato K.
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 60 号: 4 ページ: 272-279
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12371
  • NAID: 40020808948
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Determinants of FIV and HIV Vif sensitivity of feline APOBEC3 restriction factors (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhang Z, Gu Q, Jaguva Vasudevan AA, Hain A, Kloke BP, Hasheminasab S, Mulnaes D, Sato K, Cichutek K, Haussinger D, Bravo IG, Smits SH, Gohlke H, Munk C
  • 雑誌名: Retrovirology 巻: 13 号: 1 ページ: 46-46
  • DOI: 10.1186/s12977-016-0274-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] APOBEC3 proteins can copackage and comutate HIV-1 genomes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Desimmie BA, Burdick RC, Izumi T, Doi H, Shao W, Alvord WG, Sato K, Koyanagi Y, Jones S, Wilson E, Hill S, Maldarelli F, Hu WS, Pathak VK.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 44: 号: 16 ページ: 7848-7865
  • DOI: 10.1093/nar/gkw653
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dynamics of HIV infection in lymphoid tissue network (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinji Nakaoka, Shingo Iwami & Kei Sato
  • 雑誌名: Journal of Mathematical Biology 巻: 72 号: 4 ページ: 909-938
  • DOI: 10.1007/s00285-015-0940-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pandemic HIV-1 Vpu overcomes intrinsic herd immunity mediated by tetherin (2015)
  • 著者名/発表者名: Shingo Iwami, Kei Sato, Satoru Morita, Hisashi Inaba, Tomoko Kobayashi, Junko S. Takeuchi, Yuichi Kimura, Naoko Misawa, Fengrong Ren, Yoh Iwasa, Kazuyuki Aihara & Yoshio Koyanagi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 12256-12256
  • DOI: 10.1038/srep12256
  • NAID: 120005774579
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Down-modulation of primate lentiviral receptors by Nef proteins of simian immunodeficiency virus (SIV) of chimpanzees (SIVcpz) and related SIVs: implication for the evolutionary event at the emergence of SIVcpz (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Nakano, Kenta Matsuda, Rokusuke Yoshikawa, Eri Yamada, Naoko Misawa, Vanessa M. Hirsch, Yoshio Koyanagi & Kei Sato
  • 雑誌名: Journal of General Virology 巻: 96 号: 9 ページ: 2867-2877
  • DOI: 10.1099/vir.0.000207
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell-to-cell infection by HIV contributes over half of virus infection (2015)
  • 著者名/発表者名: Shingo Iwami, Junko S. Takeuchi, Shinji Nakaoka, Fabrizio Mammano, François Clavel, Hisashi Inaba, Tomoko Kobayashi, Naoko Misawa, Kazuyuki Aihara, Yoshio Koyanagi & Kei Sato
  • 雑誌名: eLife 巻: 4 ページ: 1-16
  • DOI: 10.7554/elife.08150
  • NAID: 120005997708
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Coevolutionary dynamics between tribe Cercopithecini tetherins and their lentiviruses (2015)
  • 著者名/発表者名: Junko S. Takeuchi, Fengrong Ren, Rokusuke Yoshikawa, Eri Yamada, Yusuke Nakano, Tomoko Kobayashi, Kenta Matsuda, Taisuke Izumi, Naoko Misawa, Yuta Shintaku, Katherine S. Wetzel, Ronald G. Collman, Hiroshi Tanaka, Vanessa M. Hirsch, Yoshio Koyanagi & Kei Sato
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 16021-16021
  • DOI: 10.1038/srep16021
  • NAID: 120005753887
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental evaluation of the zoonotic infection potency of simian retrovirus type 4 using humanized mouse model (2015)
  • 著者名/発表者名: Kei Sato, Tomoko Kobayashi, Naoko Misawa, Rokusuke Yoshikawa, Junko S. Takeuchi, Tomoyuki Miura, Munehiro Okamoto, Jun-ichirou Yasunaga, Masao Matsuoka, Mamoru Ito, Takayuki Miyazawa & Yoshio Koyanagi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 14040-14040
  • DOI: 10.1038/srep14040
  • NAID: 120005753867
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A conservation law for virus infection kinetics in vitro (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kakizoe, Satoru Morita, Shinji Nakaoka, Yasuhiro Takeuchi, Kei Sato, Tomoyuki Miura, Catherine A. A. Beauchemin, and Shingo Iwami
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 巻: 376 ページ: 39-47
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2015.03.034
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Impacts of humanized mouse models on the investigation of HIV-1 infection: illuminating the roles of viral accessory proteins in vivo. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamada, E., Yoshikawa, R., Nakano, Y., Misawa, N., Koyanagi, Y., Sato, K.
  • 雑誌名: Viruses 巻: 7 号: 3 ページ: 1373-1390
  • DOI: 10.3390/v7031373
  • NAID: 120005774663
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vif determines the requirement for CBF-β in APOBEC3 degradation (2015)
  • 著者名/発表者名: Rokusuke Yoshikawa, Junko S. Takeuchi, Eri Yamada, Yusuke Nakano, Fengrong Ren, Hiroshi Tanaka, Carsten Münk, Reuben S. Harris, Takayuki Miyazawa, Yoshio Koyanagi & Kei Sato
  • 雑誌名: Journal of General Virology 巻: 86 号: 4 ページ: 887-892
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000027
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Gain-of-function evolution of SIVcpz in humanized mouse model (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Misawa, N., Takeuchi, J.S., Kobayashi, T., Yamada, E., Nakano, Y., Yoshikawa, R. and Koyanagi, Y
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Retrovirus meeting
  • 発表場所: New York, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Investigation of the interplay between cellular proteins and HIV-1-encoding proteins using humanized mouse model (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato, K
  • 学会等名: The 15th Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • 発表場所: 淡路島
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] エボラウィルス糖蛋白質（GP）遺伝子の分子進化解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上田真保子、泉泰輔、佐藤佳、中川草
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] ウシ族の進化過程におけるAPOBEC3Z2蛋白質の発現レベル多様性の出現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中野雄介、山田英里、吉川禄助、泉泰輔、小林朋子、三沢尚子、任鳳蓉、佐藤佳、小柳義夫
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] Impact of genetic and functional changes in HIV-1 and SIVcpz transmission (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K. and Koyanagi, Y
  • 学会等名: 第29回日本エイズ学会学術集会・総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-11-30
• [学会発表] Evolutionary arms race between viruses and mammals: an interdisciplinary research of experimental virology and molecular phylogenetic (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K
  • 学会等名: 日本バイオインフォマティクス学会生命システム理論研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamics of HIV-1 infection in humanized mouse model (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K
  • 学会等名: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-11-24
  • 招待講演
• [学会発表] Evolutionary arms race between domestic cat (Felis catus) and its cognate lentivirus (FIV) (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, R., T. Izumi, Yamada, E., Nakano, Y., Misawa, N., Ren, F., Miyazawa, T., Sato, K., and Koyanagi, Y
  • 学会等名: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-11-22
• [学会発表] Functional positive selection of a bovine APOBEC3 driven by bovine lentivirus (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamada, E., Yoshikawa, R., T. Izumi, Nakano, Y., Misawa, N., Kobayashi, T., Ren, F., Sato, K., and Koyanagi, Y
  • 学会等名: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-11-22
• [学会発表] Evolutionary dynamics of HIV-1-lineage lentiviruses and primates: evolutionary arms race between viral protein and host protein (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K
  • 学会等名: Innovative Mathematical Modeling for the Analysis of Infectious Disease Data
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-10-30
  • 国際学会
• [学会発表] 自然発生Vif変異によるレンチウイルスの弱毒化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉川禄助、竹内(柴田)潤子、山田英里、中野雄介、木村雄一、橋本暁、宮沢孝幸、佐藤佳、小柳義夫
  • 学会等名: 第158回日本獣医学会
  • 発表場所: 十和田
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] 動物レンチウイルスからみるウイルスと宿主の共進化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉川禄助, 泉泰輔, 山田英里, 中野雄介, 任鳳蓉, 宮沢孝幸, 佐藤佳, 小柳義夫
  • 学会等名: 第17回日本進化学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-08-20
• [学会発表] ネコAPOBEC3Z3多型とFIV感染感受性との関係性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉川禄助, 泉泰輔, 山田英里, 中野雄介, 任鳳蓉, 宮沢孝幸, 佐藤佳, 小柳義夫
  • 学会等名: 第21回野生動物医学会
  • 発表場所: 江別
  • 年月日: 2015-08-01
• [学会発表] ウシ族の進化とレンチウイルスの関連についての考察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田英里, 中野雄介, 吉川禄助, 泉泰輔, 小林朋子，任鳳蓉, 宮沢孝幸, 小柳義夫, 佐藤佳
  • 学会等名: 第21回野生動物医学会
  • 発表場所: 江別
  • 年月日: 2015-08-01
• [学会発表] チンパンジーからのエイズウイルス適応原理の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤佳
  • 学会等名: 第17回白馬シンポジウム
  • 発表場所: 米子
  • 年月日: 2015-06-19
  • 招待講演
• [学会発表] A naturally occurring domestic cat APOBEC3 variant confers resistance to FIV infection (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, R., T. Izumi, Yamada, E., Nakano, Y., Misawa, N., Ren, F., Carpenter, M. A., Ikeda, T., Münk, C., Harris, R. S., Miyazawa, T., Sato, K., and Koyanagi, Y
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Retroviruses
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 2015-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] Experimental adaptive evolution of SIVcpz to humans using humanized mouse model (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Misawa, N., Takeuchi, J. S., Kobayashi, T., Yamada, E., Nakano, Y., Yoshikawa, R., and Koyanagi, Y
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Retroviruses
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 2015-05-21
  • 国際学会